Терморегулятор

[78L05]

В общем нужно читать про все моменты параллельного соединения...

Почитал. В общем понял, что без выравнивающих резисторов в случае параллельного соединения транзисторов мне не обойтись.

Если нагреватель, допустим, будет состоять из 3-х транзисторов и потреблять 0,3А. Пишут, что на резисторе должно упасть не меньше 0,2 В. Т.е. в моем случае я должен поставить каждому транзистору в эмиттер минимум 2Ом резистор (самой минимальной мощности). Не очень красиво, но дешево и сердито. Деваться некуда...придется пробовать с выравнивающим резистором.

Изменено 18 января, 2013 пользователем 78L05

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[avv_rem]

Пост #68. «...Просто на трансформаторе обмоток много…».

Много обмоток - это всегда очень хорошо. Сколько обмоток? На какие напряжения? Какой диаметр провода?

Вам прямо напрашивается реле на выход компаратора. Ток 0,24А – мизерный. Редкое реле имеет контакты на ток менее 1А. Подключаете ТЭНы через реле – и все. Зависимость мощности от напряжения резкая, квадратичная. Поэтому, переключая обмотки трансформатора, выходную мощность можно регулировать в широких пределах. Диоды не нужны, выравнивающие резисторы не нужны, КПД порядка 95%… Самое главное, Вы перейдете на питание нагревателей переменным током. В таком сыром месте как кадка это весьма важно, т.к. при попадании влаги на ТЭНы в этом случае резко снизится скорость разрушения контактов из-за электролиза.

И со схемой, по-моему, помучаетесь довольно прилично. Что-то не пойму, зачем Вам два нестабильных компаратора (с непонятным гистерезисом). Лучше уж один компаратор, но тщательно просчитанный и настроенный. Без гистерезиса реле нестабильно работать будет, с дребезгом.

Почему не хотите терморезисторы применять? Выбранный Вами транзисторный датчик имеет довольно низкую температурную чувствительность. Если вывод базы транзистора будет длинным, или коснется чего-либо, то этот датчик еще и помеху усилит в 10 раз. Фильтруй ее потом на нестабильном компараторе…

Или я чего–то не понимаю?

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Falconist]

Наверное, это я чего-то не понимаю. С какого это перепуга компараторы "нестабильные"? Почему термодатчик должен иметь "низкую температурную чувствительность"? 20 мВ на 1 градус - это что, мало? Даже промышленный LM35 имеет всего 10 мВ на градус и "малочувствительным" отнюдь не является. Зачем нужен гистерезис для бесконтактного управления? "Шоб було"? Для реле - наверное, надо. Но ведь вопрос о реле возник только сейчас.

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[avv_rem]

Пост #59.

…В общем плату развел для ЛМ339, чтоб на 4-е датчика сразу. Резисторы гистерезиса не планирую ставить…

Все. Глобальная ошибка сделана. Далее ждем результата и оцениваем откровенность 78L05. Нужно отдать ему должное, он говорит правду. Долго ждать не приходится. Как и следовало ожидать, 78L05 сильно разочарован.

Пост #60.

…Но подключил я нагрузку в виде тэнов (соединенных последовательно) общим сопротивлением 78 Ом (по тестеру)...в общем компаратор начинает греться и ничего не переключает. Точнее он пытается переключится, т.к. падение напряжения появляется большее на разных концах подтягивающего резистора в 10К. Я так понимаю, что тут все дело в маленьком сопротивлении тэнов и в итоге они играют роль подтягивающего резистора (или я не правильно понимаю)…

Скорее всего, компаратор вошел в активную зону и начал работать как высокочастотный генератор. Шутка ли, - типичное время переключения всего 300 наносекунд. Нагрелся, разумеется. Подлил масла в огонь и транзисторный датчик температуры. Все помехи в базовой цепи усилил в 10 раз и подал на вход компаратора. Для кучи, как говорится. Впрочем, Falconist об этом прекрасно знает, но явно недооценивает ситуацию. Читаем пост #50.

Пост #50.

Компаратор будет переключаться и без этого резистора. Только при очень медленном изменении напряжения на входах, да еще и "зашумленного", переключение может быть нечетким и с ложными срабатываниями. Гистерезис в данной схеме вводится исключительно как защита от головной боли при настройке.

Да! Именно так! Сигнал сильно зашумлен и медленно меняется. Это же измеритель температуры! Куда уж медленнее?

Чувствительность промышленных датчиков температуры Вы также переоцениваете. Это обычная реклама. А Вы – ее жертва. Я Вам немного позднее подробности отпишу. Даже самому поганому терморезистору разработки 70-ых годов указанный Вами датчик проигрывает по чувствительности раз в 5.

[Falconist]

avv_rem, улыбнули... При чем тут генерация, если 78L05 просто-напросто подключил ТЭНы прямо на выход компараторов!? О чем и отписал. А Вы "на своей волне" этот момент тупо пропустили.

[avv_rem]

Подключил согласно Вашим советам и схемам, замечу. Я уж давно хохочу, особенно над номиналами взятыми с потолка, См. свой пост #48. Так схемы не делают. Ну да ладно, продолжу.

Теперь обещанное продолжение про датчик. Зависимость сопротивления терморезистора с отрицательным ТКС от абсолютной температуры выражается следующей формулой (я выбросил один незначительный параметр для облегчения выкладок, а то много больно писать):

A = exp(B/T).

Параметр A пока оставим в покое, чтобы не привязываться к конкретному номиналу терморезистора. Сосредоточим внимание на параметре B. Это коэффициент температурной чувствительности. Равен он обычно 3600…7200К и указан в любом справочнике по резисторам. При двух значениях температур T1 и T2 резистор будет иметь сопротивления R1 и R2 соответственно. Составим два уравнения и поделим одно на другое, чтобы избавиться от параметра A. В итоге получим следующее соотношение.

R1 / R2 = exp (B * (1/T1 – 1/T2)).

Выберем для нашего терморегулятора рабочий диапазон от T1=288K до T2=298K (примерно от 15 до 25 градусов Цельсия). Зададим B = 3000K, т.е. сделаем вид, что нам попался терморезистор одного из первых выпусков, с самой плохой температурной чувствительностью. Сравним по температурной чувствительности этот терморезистор с навороченным современным датчиком, который упомянут тут в посте #78.

R1 / R2 = exp (3000 * (1 / 288 – 1 / 298)) = 1,41843.

Или

R1 = R2 * 1,41843.

Пусть R2 = 10кОм для определенности. Тогда R1 = 14,1843кОм.

Этот терморезистор (назовем его теперь R4) совместно с дополнительным резистором R3 образует делитель напряжения. Каков должен быть номинал R3? Нужно составить уравнения передаточного коэффициента для двух значений температур, вычесть одно из другого и исследовать результат на экстремум. Я все это проделал, разумеется, поэтому мне потребовалось некоторое время на подготовку ответа. Томить не буду. Номинал R3 равен среднему геометрическому значений R1 и R2. Иными словами.

R3 = (R1 * R2)^(1/2) = SQRT (10 * 14,1843) = 11,9098 кОм.

Берем стандартное значение R3 =12кОм. В схеме выбрано напряжение делителя 7,5В. Найдем выходное напряжение делителя R3, R4 для двух значений температуры: 288К и 298К (15 и 25 градусов Цельсия).

Uвых15 = 7,5 * 14,1843 / (12 + 14,1843) = 4,0628В.

Uвых25 = 7,5 * 10 / (12 + 10) = 3,4091В.

Uвых15 – Uвых25 = 4,0628 – 3,4091 = 0,6537В.

Откуда и получаем среднюю температурную чувствительность 0,6537В / (298К – 288К) = 65,37мВ/К.

Иными словами, поковырявшись немного в хламе, запросто находим датчик, температурная чувствительность которого лучше широко разрекламированного современного LM35 в 6,537 раза.

А если Вам попадется датчик с B = 5000K? Я уж молчу про B = 7200K. Посчитайте сами. Это сюрприз.

У меня на столе лежит плата от аккумулятора ноутбука. На ней два каплевидных датчика. Все руки не доходят проверить их температурную чувствительность. Вы уж лучше с аналогичными поиграйте вместо транзисторов КТ815.

[Falconist]

Маладца! Хорошо доказал свое мнение. С теорией. А теперь - чуток практики.

1) Никто не тянет 3 провода к термочувствительному транзистору (если тянет - тем хуже для него). База-эмиттерный и база-коллекторный резисторы распаиваются прямо к выводам транзистора. Получается двухполюсник, соединяемый с измерительной частью всего двумя проводами.

2) Дифференциальное сопротивление такого термочувствительного аналога стабилитрона составляет всего несколько десятков Ом против 6...7 кОм в Ваших расчетах (терморезистор и нагрузочный резистор включены по постоянному току параллельно).

А теперь - внимание, вопрос: на проводниках от какого термочувствительного элемента наводки будут больше?

То, что терморезистор имеет нелинейную зависимость от температуры, а р-п переход - линейную, я вывожу за скобки, т.к. для данной задачи это не существенно.

[avv_rem]

Хорошо, могу и без формул. «Чиста на пальцах».

Практика также говорит не в Вашу пользу. Увы. Тут я Вас уделаю еще хлеще.

С чего это Вы вдруг рассматриваете помеху как источник тока? Ничего подобного! Возьмите любой учебник, и убедитесь лично, что сигнал помехи всегда был, есть и будет источником напряжения. В одном и том же витке провода, в одном и том же переменном магнитном поле наведется одна и та же помеха. Т.е. мы с Вами получим ИДЕНТИЧНЫЕ источники э.д.с. Но дальше…

Я получу источник э.д.с помехи с внутренним сопротивлением 6…7кОм. Зашунтирую его керамическим конденсатором емкостью 0,1мкФ…4,7мкФ и вычищу сигнал так, что не останется следов не то, что от помехи, – даже пульсации питающего напряжения уберу. Но я конденсатор могу и не ставить вовсе. Почему? Да потому, что у меня изначально температурная чувствительность в 5…10 раз выше Вашей, и я могу без потери точности уйти в такие диапазоны гистерезиса, что любая помеха мне будет уже безразлична.

Поглядим на Ваш выбор. На дифференциальное сопротивление порядка 50ом керамический конденсатор емкостью 4,7мкФ не окажет ровным счетом никакого влияния. При равной температурной чувствительности, чтобы получить мой уровень помехозащищенности, Вам понадобится емкость 100мкФ или около того. В действительности, учитывая низкую температурную чувствительность, Вам потребуется конденсатор емкостью 500…1000мкФ. А это уже оксидные конденсаторы с большими токами утечки. В итоге Вы встанете перед нелегким выбором.

1. Можно увеличить ток через транзистор. Да, влияние токов утечки станет незначительным. Но в этом случае Вы получите саморазогрев транзистора и большую погрешность.

2. Можно оставить транзистор в режиме микротоков. Но в этом случае пренебрегать токами утечки уже нельзя. Снова проблема…

В итоге Вы поставите еще один резистор на 68 кОм(!) и только после него керамический конденсатор на 0,1…4.7мкФ. Тогда да, по соотношению сигнал/помеха мы сравняемся. Но у Вас тут же вылезет новая проблема – нужно будет выравнивать напряжение сдвига на входах компаратора. И тут же вылезает третья проблема – громадное сопротивление резистора обратной связи, который задает гистерезис. Потребуются еще два резистора для делителя…

Далее. Почему Вы наотрез отказываетесь рассматривать транзистор как усилитель? Это усилитель, да еще какой! Он усилит любую помеху в базовой цепи в 10 раз. Терморезистор – пассивный элемент, у него такой проблемы в принципе нет.

И в довершении всего, закапывать под землю транзистор, да еще два резистора… Если Вы закатаете в пластик Вашу схему, то получите низкую теплопроводность и очень большую инерционность датчика. Если не закатаете в пластик, – получите хорошую теплопроводность, но малую долговечность, – что ни будь обязательно промокнет и сгниет. Тот еще геморрой будет. Печально все это выглядит…

[78L05]

Ух сколько тут написали...полезно почитать...

Про датчик -- изначально такая задача ставилась как МНЕ его прилепить к той или иной схеме. Я И ТОЛЬКО Я ВЫБИРАЛ для себя транзисторный датчик. В тот момент меня было не переубедить. Товарищи пытались подсказать как лучше это осуществить (т.е. слепить из того, что у меня под рукой). Да и сейчас мне кажется, что его параметров чувствительности более чем за глаза для моих нужд...

Вся схема ставится будет за кадкой. В кадке будет находится термодатчик и нагреватель. Еще встал вопрос изоляции этого датчика от влаги. Пробовал лаком НЦ -- вообще не годится. Придется, наверное, термоклей и эбоксику пробовать.

Вот провозился с датчиком полдня. Повесил его на 2-х метровый провод....Не мог понять почему он то работает, то не работает адекватно. В общем виной был я сам видно емкостное моменты тут роль играют конкретную. Мне 2-х метровая отдаленность пока не нужна, но так для интереса решил попробовать (кабель был не экранирован). Сейчас попробую с более коротким не экранированным и экранированным кабелем...

1.Резисторы гистерезиса я не ставил...правда "на столе" я проблемы их отсутствия не заметил...Если дальше будет неадекват в кадке, то поставлю.

2.Резисторы ко входам компаратора от делителей я не ставил.

3.Не получается тестером настроить напряжение сработки компаратора. Сам тестер вносит изменения..ПРобовал просто выравнивать напряжения на входах по отдельности относительно земли -- получается разбаланс по тестеру при нормальной сработке. Пробовал вешать тестер на два входа и сводить "в ноль" тут тоже нужен разбаланс. В итоге получается настройка -- это кручение резистора влево вправо до сработки при нужной температуре.

Боремся и экспериментируем дальше..

Изменено 20 января, 2013 пользователем 78L05

[Falconist]

avv_rem, теоретизируете Вы знатно. Ну, а я - практик. Выберу время, спаяю оба датчика (у меня 10-кОмных терморезисторов есть), проверю и отпишусь о результатах.

[78L05]

У меня еще вопрос:

Я когда пытаюсь выставить температуру сработки, то у меня в момент сработки проседает напряжение на датчике на 20-30мВ. Опорное напряжение стоит как в копанное. Т.е. Допустим я погружаю датчик в воду 23 градуса. Напряжение на датчике -- 6,13 В. Ставлю тестер на выход компаратора чтобы зафиксировать сработку. Сработало...Щупом снова становлюсь на датчик -- 6,10 -- 6,11В. Как мне такое побороть? Такого же быть не должно...Может это из-за того, что нет резисторов от делителя (датчика и опорного напряжения)?

[Falconist]

Я Вам 3 раза писал: стабилизируется только питание самого датчика. Питание компаратора можно не стабилизировать. При появлении низкого выходного уровня ток через подтягивающий резистор просаживает питание. С другой стороны, это и не вредно. Получается своеобразный гистерезис. Вот только не контролируемый и не регулируемый.

Вот же упёртый парень!..

[78L05]

Компаратор у меня стабилизирован от 78l12, а вот датчики от TL431 после 78l12, подтягивающий резистор от другой обмотки трансформатора и диодного моста...Старался сделать все питалово стабильным и дешевым. Как в таком сочетании включение компаратора в "0" может повлиять на на стабильность напряжения на входах компаратора?

[Falconist]

Интересный вопросик. Выложите полную схему того, что Вы наваяли. Со всеми деталями и их номиналами.

[78L05]

Не могу прикрепить файл печатки в Lay (пишет, что не могу прикреплять такие файлы) -- это будет быстрее, чем схему рисовать. Может в разводке косяки.

[Falconist]

Какой такой *.Lay? Я ведь вел речь не о печатке, а о схеме!

[78L05]

Просто схему я не рисовал, а сразу сделал разводку в Sprint-Layout ... Ну как нарисую, то скину

[Falconist]

И даже на листочке ??? Сколько раз я так ни делал - почти всегда были ошибки в разводке.

[78L05]

ДА даже на листочке...посчитал, что все просто. Просто может быть неграмотная разводка земли и т.п....А так вроде все работает. Схема от Вашего варианта не сильно отличается. Только добавлен 78l12, не стоят резисторы от делителя и нет резисторов гистерезиса.

[Falconist]

Архивируете файл и выкладываете архив. Вместе со схемой!!!

[78L05]

Вот плата...вместо электролитических конденсаторов теперь воткнут база и эмиттер КТ815. Подстроечники на 1К. Перемычки для того, чтобы можно было в случае чего поменять местами сигналы. Схему выложу когда сумею нарисовать....ни разу толкового ничего не рисовал

Еще вопрос: я вот оловом чистым паять начал, на халяву перепало, но думаю от этого точно ничего плохого не должно быть?

Вот еще: У меня теперь получается, что из-за перемычек сигналы на плате идут друг над другом (я про напряжение опорное и с датчика).

разводка моя.rar

Изменено 21 января, 2013 пользователем 78L05

[78L05]

Вот еще схему добавил нарисовал только один канал для датчика, остальные эдентичны...Нарисовал как сумел

схема.rar

[Falconist]

"Rподтяг" - к плюсу С2.

[78L05]

В общем попробовал немного изменить схему. Датчик из транзистора поменял местами с резистором в 3,3К теперь на выходе не 6В, а 1,5В (Думаю, что от перемены мест слагаемых ничего не поменяется) . Поставил резисторы в 1,2К на входы компаратора + резистор гистерезиса в 1М. Не заметил разницы от изменения запитки подтягивающего резистора. Схема стала работать немного стабильней (по крайней мере от руки глючит в зоне срабатывания с относительно близкого расстояния). Но как такого гистерезиса я увидеть точно не могу. Из тыканий тестером мне показалось, что с резистором в 1М вкл/выкл приходит с разницей 5мВ. В общем буду пробовать настраивать на определенную температуру + поизменяю номинал резистора гистерезиса на уменьшение его номинала...допустим с 500К....

В общем ковыряемся...Надеюсь, что потихоньку все настроится...

[bravissimo]

Эээээ, А ничего, что кт815 в насыщении имеет h21э около 5, потянет ли лм339 50ма базового тока?

Насчет тл431 - какие функции?

Включение термодатчика по такой схеме - надо сказать несколько неожиданно. Сомнение вызывает его стабильность.

ИМХО, терморезистор был бы предпочтительней. Впрочем дело хозяйское.